法蘭盤內(nèi)套軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

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1、[鍵入文字] 重慶大學(xué) 說明書 機械制造課程設(shè)計說明書 題　目:法蘭盤內(nèi)套軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計 學(xué)生姓名 朱江華 專 業(yè) 工業(yè)工程 學(xué) 號 20101935 班 級 2010級6班 指導(dǎo)教師 機械工程學(xué)院 2012年5月15 日 目 錄 一． 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 2 二． 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 3 三．工藝規(guī)程設(shè)計 5 3.1零件分析 5

2、3.1.1類型及功用 6 3.1.2結(jié)構(gòu)分析 6 3.2零件的毛坯 6 3.3定位基準(zhǔn)的選擇 6 3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 7 3.3.2精基準(zhǔn)的選擇 7 3.4零件加工工藝路線的擬定 8 3.5工序設(shè)計 8 3.5.1工序尺寸的計算 9 3.5.2切削用量的計算 9 四．專用夾具的設(shè)計 12 4.1定位方案的選擇 12 4.2夾緊方案的選擇 13 4.3夾緊力方向、作用點的選擇及確定 14 五． 機械加工工藝過程卡……………………………………………………………… 六． 機械加工工序卡片…………………………………………………………… 七．收獲及心得體

3、會 14 致謝 16 參考文獻(xiàn) 17 一． 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 重慶大學(xué)本科學(xué)生課程設(shè)計任務(wù)書 課程設(shè)計題目 工 藝 課 程 設(shè) 計 學(xué)院 機械工程學(xué)院 專業(yè) 工工 年級 2008級 已知參數(shù)和設(shè)計要求： 已知參數(shù)：1）零件圖； 2）生產(chǎn)批量。 設(shè)計要求：1）確定零件生產(chǎn)類型，對零件進(jìn)行工藝分析； 2）確定毛坯的種類及制造方法，確定毛坯余量，完成毛坯圖； 3）在計算機輔助工藝設(shè)計軟件下KMCAPP 的支持下，擬定零件的機械加工工藝規(guī)程，并確定指定工序的加工余量、工序尺寸、工時定額、機

4、床設(shè)備、工藝裝備等； 4）夾具設(shè)計（完成指定工序的夾具草圖、總裝圖及夾具零件圖設(shè)計）； 5）撰寫課程設(shè)計說明書。 學(xué)生應(yīng)完成的工作： 1． 繪制零件圖； 2． 繪制毛坯圖； 3． 制定零件的機械加工工藝規(guī)程（或工藝過程卡片和工序卡片）； 4． 夾具總裝圖、夾具主要零件圖； 5． 撰寫課程設(shè)計說明書。 目前資料收集情況（含指定參考資料）： 1． 《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》； 2． 《機械制造工藝設(shè)計手冊》； 3． 《材料成型技術(shù)基礎(chǔ)》 4． 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 5． 《機床夾具設(shè)計圖冊》 6． 《機床夾具設(shè)計手冊》

5、 7． 《切削用量手冊》 課程設(shè)計的工作計劃： 1． 第一周：1）設(shè)計動員，完成零件分析，繪制零件圖；2）完成毛坯的選擇，繪制毛坯圖；3）制定零件的機械加工工藝過程；4）完成指定工序的工序設(shè)計； 2． 第二周：1）明確夾具設(shè)計任務(wù)；2）定位方案的確定；3）夾緊方案的確定；4）對刀導(dǎo)向元件的確定；5）夾具總圖的繪制；6)夾具有關(guān)尺寸及技術(shù)要求的標(biāo)注；7)撰寫設(shè)計說明書；8)課程設(shè)計答辯。 任務(wù)下達(dá)日期 2010 年 12 月 20 日 完成日期 2011 年 1 月 8 日 指導(dǎo)教師 鞠萍華 （簽名） 學(xué) 生 鄭曉敏 （簽名） 二． 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)

6、類型 1．生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。零件在計劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： N=Qn(1+a%)(1+b%) 式中 Q—產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年） N—每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺） A—備品的百分?jǐn)?shù) B—廢品的百分?jǐn)?shù)。 2。生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。生產(chǎn)類型的劃分，主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)，即年產(chǎn)量。不同生產(chǎn)類型的零件的加工工藝有很大的不同（見表4-8）。因此，制訂工藝規(guī)程時，

7、首先 應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定其相應(yīng)的生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型確定以后，零件制造工藝過程的總體輪廓也就勾畫出來了。 表4-8 各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點 生產(chǎn)類型綱領(lǐng)及特點 單件生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 小批 中批 大批 生產(chǎn)類型 重型機械 ＜5 5~100 100~300 300~1000 ＞1000 中型機械 ＜20 20~200 200~500 500~5000 ＞5000 輕型機械 ＜100 100~500 500~5000 5000~50000 ＞50000 工藝特點 毛坯的制造方法及加工余量 自由鍛造，木模手工造型；毛破

8、精度低，余量大 部分采用模鍛，金屬模造型；毛坯精度及余量中等 廣泛采用模鍛、機器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量小 機床設(shè)備及機床布置 通用機床按機群式排列；部分采用數(shù)控機床及柔性制造單元 通用機床和部分專用機床及高效自動機床；機床按零件類別分工段排列 高效專用夾具；定程及自動測量控制尺寸 夾具及尺寸保證 通用夾具，標(biāo)準(zhǔn)福建或組合夾具；劃線試切保證尺寸 通用夾具，專用或組成夾具；定程法保證尺寸 高效專用夾具；定程及自動測量控制尺寸 刀具、量具 通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具 專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具 專用刀具、量具，自動測量 零件的互換性 配對制造?；Q性低。多采用鉗工修配

9、 多數(shù)互換，部分試配或修配 全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨 工藝文件的要求 編制簡單的工藝過程卡片 編制詳細(xì)的工藝過程卡片及關(guān)鍵工序的工序卡片 編制詳細(xì)的工藝過程、工序卡片及調(diào)整卡片 生產(chǎn)率 用傳統(tǒng)加工方法，生產(chǎn)率低，用數(shù)控機床可提高生產(chǎn)率 中等 高 成本 較高 中等 低 對工人的技術(shù)要求 需要技術(shù)熟練的工人 許一定熟練程度的技術(shù)工人 對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)要求較高 發(fā)展趨勢 采用成組工藝，數(shù)控機床，加工中心及柔性制造單元 采用成組工藝，用柔性制造系統(tǒng)或柔性自動線 用計算機控制的自動化制造系統(tǒng)、車間過無人工廠，實現(xiàn)自適應(yīng)控制

10、 該零件為法蘭盤內(nèi)套軸，生產(chǎn)類型為重型機械大批量生產(chǎn)，工藝特點如上表要求，廣泛采用模鍛、機器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量??；高效專用夾具；定程及自動測量控制尺寸；專用刀具、量具，自動測量；零件的互換性：全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨；工藝文件的要：編制詳細(xì)的工藝過程、工序卡片及調(diào)整卡片；生產(chǎn)率高；成本低；對工人的技術(shù)要求：對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)要求較高；發(fā)展趨勢：用計算機控制的自動化制造系統(tǒng)、車間過無人工廠，實現(xiàn)自適應(yīng)控制。 三．工藝規(guī)程設(shè)計 3．1零件類型及其功能 本題目所用的是法蘭盤內(nèi)套軸，該零件屬于軸類零件，是一個法蘭盤的內(nèi)套軸，主要用于實現(xiàn)法蘭

11、盤的連接支撐的功能，在其工作過程中經(jīng)常承受沖擊、徑向載荷。 3．1．1結(jié)構(gòu)分析 該法蘭盤內(nèi)套軸是連接法蘭盤，并其支撐作用。 主要的加工表面有： 直徑為Φ35mm、寬為35mm的圓軸表面。 直徑為Φ40mm、長為21mm的圓軸表面。 直徑為Φ46mm、長為18mm的圓軸表面。 直徑為Φ38mm、長為6mm的圓軸表面。 直徑為Φ25的中心孔。 直徑為Φ76mm、寬50mm的圓盤。 3．2零件的毛坯 零件材料為45鋼?？紤]到零件在工作過程中則經(jīng)常承載載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。屬于大批大量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用

12、模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上也考慮，也是應(yīng)該的。 3．3定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大量報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3．3．1粗基準(zhǔn)的選擇 在軸類零件的加工中，應(yīng)該以內(nèi)孔的中心線做為基準(zhǔn)，現(xiàn)選取25mm的軸中心孔作為粗基準(zhǔn)。 3．3．3精基準(zhǔn)的選擇 在精基準(zhǔn)的選擇過程中要考慮多方面的問題，應(yīng)遵循“重合基準(zhǔn)”原則、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則、“互為基準(zhǔn)”等原則。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不能重合時，應(yīng)進(jìn)行換算，另外以后也要專門計算，現(xiàn)不做詳述。選

13、擇精基準(zhǔn)時，一定要保證工件定位準(zhǔn)確，加緊穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便。 3．4零件加工工藝路線的擬定 最后的工藝路線確定如下： 工序1： 車兩大端面 工序2： 粗車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 工序3： 半精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 工序4： 精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 工序5： 車左右圓盤端面 工序6： 鉆中心孔Φ25mm 工序7： 鉸中心孔Φ25mm 工序8： 端面倒角 工序9： 軸熱處理 工序10： 終檢 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 3．5工序設(shè)計 "法蘭盤內(nèi)套軸

14、"零件材料為45鋼，硬度為：207~241HBS, 生產(chǎn)類型為大批大量成批生產(chǎn)，采用鍛錘上合模模鍛毛坯，公差等級CT:8~10，取為10級。機械造型加工余量等級為E~G級，取F級。 3．5．1工序尺寸的計算 現(xiàn)采用經(jīng)驗法查找機械加工余量： （1） 大端面、倒角 考慮到大端面的表面加工等級為6級，因此需要粗車、半精車、精車才能達(dá)到要求，根據(jù)經(jīng)驗值可得以下加工余量： 粗車：2.8mm 半精車：2.0mm 精車：0.5mm 單邊加工余量2Z=2.65mm （2）中心孔表面 中心孔表面粗糙度為1.6~3.2，要達(dá)到此精度要求，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》"表面加工方法的選擇"知精度等

15、級需達(dá)到7~9級才行，需因此需要鉆孔、擴孔、鉸孔才能達(dá)到要求，根據(jù)經(jīng)驗值可得到加工余量： 鉆孔：1.6mm 擴孔：1.0mm 鉸孔：0.8mm 加工余量Z=1.6+1.0+0.8=3.4mm （3）外圓表面粗糙度為1.6~3.2，精度要求很高，為6~8級。同理可得：粗銑：1.5mm 半精銑：1.0mm 精銑：0.8mm 加工余量Z=3.3mm 3.5.2切削用量的計算 工序1： 車兩大端面 查上表和計算得： 主軸轉(zhuǎn)速8000rpm ,進(jìn)給速度F=2900 mm/Min ，軸向切削深度Ad=0.420mm ，基本速度Rd=1.800mm 工

16、序2： 粗車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 同上。 工序3： 半精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.420mm Rd=1.200mm 材料移除率1461.600mm3/min、粗糙度0.0614mm 工序4： 精車35mm、40mm、46mm、38mm外圓 S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.077mm Rd=0.155mm 材料移除率34.800 mm3/min、粗糙度0.0024mm 工序5： 車左右圓盤端面 主軸轉(zhuǎn)速8000rpm ,進(jìn)給速度F

17、=2900 mm/Min ，軸向切削深度Ad=0.420mm ，基本速度Rd=1.800mm 工序6： 鉆中心孔Φ25mm 選用機床Z525立式鉆床 鉆孔至25.8mm，單邊余量Z=0.8，一次鉆去全部余量，背吃刀量（切削深度）ap1.2 。進(jìn)給量 f=0.2/r 計算公式： v=πdn/1000(m/min) 式中：d——工件待加工表面的直徑（mm） n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min 根據(jù)有關(guān)手冊，確定鉆床的切削速度為V=50(m/min),則有 工序7： 鉸中心孔Φ25mm 鉸孔至Φ25mm，一次鉸去全部用量，a 工序8： 端面倒角

18、 工序9： 軸熱處理 工序10： 終檢 4專用夾具的設(shè)計 夾具設(shè)計應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求； 應(yīng)能提高加工生產(chǎn)率； 操作方便、省力、安全； 具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本；夾具元件應(yīng)滿足通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的“三化”要求； 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整、維修 4.1定位方案的選擇 根據(jù)六點定位原理確定工件的定位方式。該工序為銑工件外沿齒，要求在銑齒時限定工件的六個自由度即完全定位。 由《機床夾具設(shè)計手冊》P263，選擇材料為45，熱處理后HRC為38—43的定位銷來限制夾具體自由度。 為了限制工件的移動，采用以工件上的外圓柱面作為定位基準(zhǔn)的定

19、位方式。即將工件上某一外圓柱面的軸線，與夾具上定位元件的圓柱孔、半圓孔的軸線或V型塊的縱中剖面重合，以使工件定位。在圓柱孔中定位時，為防止定位圓柱面的軸線傾斜，可利用工件上與此定位圓柱面在一次裝夾中加工出來的垂直端面作為輔助定位面。 4.2夾緊方案的選擇 由零件圖可知工件的中心線由同軸度的要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為零件中心線。夾具以底座以及外圓柱面為支撐，通過圓盤螺釘夾緊。 由《機床夾具設(shè)計手冊》P234，按GB2148-80選擇帶肩六角螺母。 4.3夾緊力方向、作用點的選擇及確定 由于φ25-0.0025mm又同軸度公差要求，以及孔軸線對底面有垂直度公差，所以應(yīng)使零件的徑向固定夾緊以保證加

20、工精度要求。夾緊力的方向沿軸線方向，作用點為定位花鍵塊和圓形壓板與齒輪外接觸部分。 五．機械加工工藝過程卡片 見附表。 六．機械加工工序卡片 見附表。 七 .收獲及心得體會 通過近兩個星期的機械制造課程設(shè)計，使我的知識水平和能力又得到了更進(jìn)一步的提高，自從題目布置以后，我們便開始進(jìn)行初步的計算和設(shè)計，首先開始設(shè)計和計算工序尺寸和機械加工余量，進(jìn)一步設(shè)計和繪制零件圖，接著設(shè)計和繪制夾具的裝配圖，通過幾天的繪制工作，不僅鍛煉了我的繪圖能力，而且也也大大提高了我繪圖和分析的效率和速度，為我以后更好地走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。 零件圖和夾具裝配圖繪制完后，我們便開始了緊張而有

21、序設(shè)計說明書編寫工作和機械工藝過程卡和工序卡的填寫，同時又在計算機上繪制了零件圖和夾具體圖。 半個月的機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了，半個月以來我們雖然有點辛苦，但是收獲頗多，通過一系列的設(shè)計工作，不僅讓我們更好的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的各門知識，而且牢固地鞏固了所學(xué)知識，而且在以前所學(xué)的基礎(chǔ)上也有了更深的提高。而且課程設(shè)計也使得我學(xué)到了以前書本上學(xué)不到的知識，更加豐富了我的頭腦，開闊了我的視野，為我以后更好地走上工作崗位提供了豐富的人生資料，同時在設(shè)計過程中，同學(xué)們相互團(tuán)結(jié)協(xié)作和配合，也大大地培養(yǎng)了我團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，同時也大大鍛煉和提高了我的分析問題和解決問題的能力，也在一定程度上提高了我的

22、動手能力。這次課程設(shè)計雖然結(jié)束了，但在我看來，人生的設(shè)計還正在進(jìn)行，它將指導(dǎo)我在以后的人生道路上更好地前進(jìn)。它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(xué)習(xí)完了機械制造技術(shù)、機械制造裝備設(shè)計等課程的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)之后，進(jìn)行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生把所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯嵺`知識，在實際的的工藝、夾具設(shè)計中綜合地加以運用，進(jìn)而得到鞏固、加深和發(fā)展，提高我們分析問題和解決生產(chǎn)實際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和從事相關(guān)的技術(shù)工作奠定扎實的基礎(chǔ)。通過機械制造工藝課程設(shè)計，我們可以在以下幾個方面得到鍛煉： 1.能熟地運用機械制造技術(shù)課程及其他

23、相關(guān)課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實際中學(xué)習(xí)到的實踐知識，正確地和解決一個零件在加工過程中的定位、夾緊以及工藝路線的合理擬定等問題，從而保證制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。 2.通過夾具設(shè)計，進(jìn)一步了解我們自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，能夠根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力，既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。 3.進(jìn)一步提高計算、制圖能力，能比較熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊、規(guī)范等 4.在設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨立的工作能力。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參

24、加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。 致謝 自本課程設(shè)計開始以來，從設(shè)計開始一直到設(shè)計完成，我得到了我們這一組的同學(xué)的熱情幫助，同時何老師也給了我以很大的幫助，解決了設(shè)計中的一些問題。在此，我向何老師和我們這一組的同學(xué)致以最真心的謝意，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1]趙家奇編，機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版），機械工業(yè)出版社,2000.10. [2]李云主編，機械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊，機械工業(yè)出版社,1997.8 [3]孟少農(nóng)主編，機械加工工藝手冊（第二版），機械工業(yè)出版社,1991.9. [4]徐圣群主編，簡明加工工藝手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991.2 [5]吳宗澤主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.高等教育出版社,1992 [6]李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社,1993 [7]艾興、肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社,1993 [8]葉偉昌編.機械工程及自動化簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001它 17